不粘锅及不粘锅的制造方法

摘要

本发明提供一种不粘锅及不粘锅的制造方法。本发明的不粘锅，包括：锅体；网格体，嵌入或压入锅体的内表面，网格体的筋凸出锅体的内表面；不粘涂层，喷涂在锅体的内表面，填充在网格体的网孔内。应用本发明的技术方案，在锅体内表面嵌入不同于锅体基材材料的金属网格，网格的筋形成具有支撑作用的脊，形成的脊具有更好的韧性和耐磨性能，能够抵抗铁铲的冲击，提高了不粘锅的耐磨及抗刮性能。

说明书

技术领域

本发明涉及炊具领域，具体而言，涉及一种不粘锅及不粘锅的制造方法。

背景技术

目前的不粘锅普遍是在锅体表面喷涂一层不粘涂层来实现不粘功能，但是不粘涂层本身 不耐磨，容易脱落。由于锅体表面粗糙度较低，附着在锅体表面的不粘涂层很容易被锅铲或 坚硬食物划伤和刮掉，从而导致不粘涂层寿命较短。目前锅体喷涂不粘涂层前的处理工艺一 般是对锅体进行喷砂和硬质氧化，也有采用喷丸进行处理，以使锅体表面获得更高的粗糙度。 但铝合金喷丸形成的峰硬度和强度较低，即使经过硬质氧化处理，其硬度和强度仍不能抵抗 铁铲的冲击。因此，不粘锅只能使用木铲或硅胶铲进行烹饪。

现有技术中也有一种不粘锅，其在锅内表面压制出网纹，网纹将所述锅内表面分成了若 干个小区域，并形成若干个凹槽，在这些凹槽的区域填充上高强耐高温材料，从而消除了粘 锅现象，而且耐磨不怕刮。这种方案在一定程度上可以提升不粘寿命，但是其锅身与凸纹部 位是一体成型的，材料均为铝合金，即使表面经过硬质氧化处理，其凸纹的硬度仍偏低且较 脆，一般会小于500Hv，其耐磨及抗刮性能仍然很低，不足以抵抗铁铲的冲击，凸纹很容易 被铁铲损坏。这种锅仍然不能满足消费者对不粘锅使用寿命的要求。

发明内容

本发明旨在提供一种不粘锅及不粘锅的制造方法，以解决现有技术中的不粘锅内表面的 耐磨及抗刮性能低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种不粘锅，包括：锅体；网格体， 嵌入或压入锅体的内表面，网格体的筋凸出锅体的内表面；不粘涂层，喷涂在锅体的内表面， 填充在网格体的网孔内。

进一步地，网格体由硬度大于锅体的材料制成。

进一步地，网格体由钛材或不锈钢材制成。

进一步地，网格体经过硬化处理。

进一步地，网格体的硬化处理为硬质氧化、氮化或等离子增强化学气相沉积。

进一步地，不粘涂层覆盖网格体。

进一步地，网格体形成菱形、方形或六边形。

进一步地，网格体的具体参数为筋宽b为0.1至0.8mm，厚度h1为0.1至1.0mm，网孔 所占整个网格体的面积比ε为50%至90%之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种不粘锅制造方法，包括以下步骤：S10、冲压或剪裁 相应的锅型需要的大小及形状的网格体；S20、将网格体嵌入或压入锅体的基材片材，网格体 的筋凸出基材片材的内表面；S30、将锅体基材片材成型弧形底或平底的锅体；S40、在锅体 内表面喷涂不粘涂层。

进一步地，在步骤S10之前，还包括步骤：

S01、将金属钛或者其他金属制成的网格体进行硬化工艺处理，表面形成一层硬化层。

进一步地，筋宽b为0.1-0.8mm，网格体厚h1为0.1-1.0mm，网孔所占面积比ε在50-90% 之间。

进一步地，在步骤S30之后，还包括步骤：S50、成型后的锅体的内表面进行喷砂处理。

进一步地，还包括步骤：S60、对喷砂处理后的锅体进行硬质氧化。

应用本发明的技术方案，在锅体内表面嵌入不同于锅体基材材料的金属网格，网格的筋 形成具有支撑作用的脊，形成的脊具有更好的韧性和耐磨性能，能够抵抗铁铲的冲击，提高 了不粘锅的耐磨及抗刮性能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的不粘锅的截面示意图；

图2示出了图1中A处的放大图；

图3示出了本发明的网格的网筋部分的截面放大图；

图4a示出了本发明的网孔为菱形的实施例的示意图；

图4b示出了本发明的网孔为方形的实施例的示意图；以及

图4c示出了本发明的网孔为六边形的实施例的示意图。

附图标记：10、锅体；20、网格体；30、不粘涂层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明的不粘锅在锅体内表面的主要工作部位嵌入或压入经过表面硬化和耐蚀性工艺处 理过的钛或者其他符合炊具卫生指标的金属（如不锈钢材料）制成的网格体，使锅体表面形 成网纹结构，网格体的筋形成用于抗刮耐磨的脊，网格体的孔被锅体基材填充，但基材略低 于网格体的筋，网孔未被完全填充饱满，喷涂时不粘涂层可以进一步进入网孔。

1、本发明使用钛或者符合炊具卫生指标的金属（如不锈钢材料）作为抗刮耐磨的脊，具 有更好的韧性和耐冲击性能，避免了铝合金形成的脊的脆性。

2、本发明使用的钛或者其他金属网格体经过专门硬化处理，比如硬质氧化、氮化、等离 子增强化学气相沉积等处理方式，硬度达到800Hv以上，具有更高的硬度和强度，更耐磨。

参见图1至图3，本发明在锅体10上嵌入或压入网格体20。网格体20的筋凸出锅体10 的基材，不粘涂层30喷涂后进入网格体20的筋之间的网孔覆盖锅体10，也一起覆盖网格体 20。

图4a至图4c示出了本发明的不粘锅中的网格体，网格体可以采取各种形状。例如图4a 中示出的菱形，图4b中示出的方形，图4c中示出的六边形等。

本发明的不粘锅的结构特征：

1、在锅身内表面镶入不同材质制成的金属网格体后形成网纹结构，网格体的筋略高于基 材，作为抗刮耐磨的脊；在使用过程中，锅铲只和脊接触，填充在网孔部位的不粘涂层被脊 保护起来，不容易被磨损和脱落，从而保持持久的不粘性能。

2、金属网格体经过硬化工艺处理（如硬质氧化、氮化、等离子增强化学气相沉积等）后， 表面具有较高的硬度及极强的耐蚀性，筋不易被磨损。

3、使用经表面硬化处理后的钛金属兼具很好的韧性和强度，受锅铲等外力冲击时，脊不 容易出现断裂等损坏。而且钛材料也对人体无毒无害，符合炊具卫生指标。

4、参见图3，本发明优化后的网格体参数为：网格体的筋宽b为0.1-0.8mm，网格体厚 h1为0.1-1.0mm，网孔占面积比ε在50-90%之间。这些数据经由实验优选得出。筋太细，强 度不够；筋太宽，筋表面的不粘涂层磨损后，裸露面积大，锅表面不粘性能会急剧下降。网 格体厚度太小，铆合后附着牢度不好；厚度太大，其本身的可加工性不好，难以加工。

5、网格体嵌入后筋高于基材的高度h2为0.08-0.30mm；高度太小，不能形成有效的脊； 高度太大，不粘涂料不易流平和进入网孔，使用过程中网孔中的脏污也不易清洗。

本发明的不粘锅的生产工艺：

1、备材：准备网格形的基础材料，材质为金属钛或者其他符合炊具卫生指标的金属（如 不锈钢材料）。网格体参数为：筋宽b为0.1-0.8mm，网格体厚h1为0.1-1.0mm，网孔所占面 积比ε在50-90%之间。

2、网格体硬化：将金属钛或者其他金属制成的网格体进行硬化工艺处理，表面形成一层 硬化层，硬化层的硬度要求在800Hv以上。

3、网格体落料：将处理好的金属网格体使用模具冲压或剪裁成相应的锅型需要大小的圆 形，网格体的面积覆盖至不小于锅体的转角部位，以实际使用的有效工作面积设计而定。

4、铆合：将剪裁好的网格体使用压力铆合的方式嵌入或压入准备制造锅体的铝合金片材 的中心部位，压力铆合后网格体的筋高出基材的高度h2为0.08-0.30mm。

5、锅身成型：将上述铆合好的铝合金片材采用冲压的方式成型，形成弧形底或平底的锅 身，并清洗、烘干；

6、锅身喷砂：成型后的锅身表面采用23#或46#金刚砂或者石英砂进行喷砂处理，喷砂 形成的粗糙度Ra为3-8μ。

7、硬质氧化：喷砂处理后的锅身进行硬质氧化，氧化膜厚度要求在20-45μ之间，硬度 在150-600Hv。

8、不粘喷涂：锅身内表面喷涂PTFE或者其他不粘涂层，涂层厚度在15-50μ之间，喷涂 后在380-440℃温度下烧结3-10min。

9、制成锅：进行锅体的切边，内外抛光，装配如把手等其他配件，形成锅的成品后包装， 完成生产。

下面结合具体实施例进一步说明本发明的有益效果。

实施例1至9、对比例1至6的不粘锅通过如上述生产工艺制得，制到的不粘锅按照以下 加速模拟测试方法进行测试，实施例、对比例及性能测试结果见附表1。

测试方法是摸拟消费者在实际烹饪过程中不粘层容易被破坏的情况，能反应中国消费者 的烹饪习惯，并增加机械摸拟强化测试，用于对不粘炒锅的不粘寿命进行评价，使用加速模 拟测试的循环次数作为评价标准。不粘寿命评价方法、不粘性评价方法及加速模拟测试方法 如下：

1、不粘寿命评价方法

在进行加速模拟测试时，每个循环结束后煎鸡蛋进行不粘等级评价。当煎鸡蛋粘锅，或 者不粘涂层脱落面积超过6mm直径范围，或涂层刺穿型划伤超过10条时，停止试验，记录 模拟测试的循环次数。循环次数越多表示涂层不粘寿命越长。

2、不粘性评价方法

不粘性的评价方法包括以下四个步骤：

（1）每做完一个循环模拟测试后，把样品清洗干净，擦干表面残留的水；

（2）在擦干的锅身内表面底部均匀涂抹一薄层食用油，可以使用海绵等柔性物进行涂抹， 要均匀，不要有油滴堆积和残留；

（3）将抹好油的样品在煤气炉上加热，温度控制在140至170℃；

（4）将鸡蛋打开放入加热好的测试样品内，待蛋清凝固后，取出鸡蛋，同时评价不粘性， 并做好记录。

3、加速模拟测试方法

加速模拟测试使用木铲。测试流程如下：

步骤A：贝壳震动耐磨测试；

步骤B：煮混合调料汤；

步骤C：钢线耐磨测试；

步骤D：炸土豆条；

步骤E：煎鸡蛋不粘性评定。

完成以上4个测试步骤以及一次不粘等级评价，标志一个循环结束。

关于步骤A：贝壳震动耐磨测试

测试仪器：震动耐磨测试机

具体操作方法描述：

（1）将500克的贝壳放入不粘锅内，用铝箔胶带封闭开口；

（2）将不粘锅放置在红外线或其他加热炉上；

（3）设置仪器的震动时间为15分钟，加热温度为150至180℃，转速为每分钟400转；

（4）开启振动按钮，使贝壳在不粘锅里面震动15分钟；

（5）测试结束后，将不粘锅里面的贝壳倒出，使用自来水把不粘锅清洗干净。

关于步骤B：煮混合调料汤

配料：酱油、醋、盐、糖、桂林辣椒酱、番茄酱

具体操作方法描述：

（1）按如下重量比配备一种混合汤料：

自来水：酱油：醋：盐：糖：桂林辣椒酱：番茄酱=70：5：5：5：5：5：5混和均匀后配 成一种特殊调料混合液；

（2）取1800ml混合调料汤放在不粘锅里，在煤气灶上进行加热，如液面不足以完全覆 盖不粘锅的锅底时，可适当添加；

（3）加热煮沸汤料，并保持沸腾状态30分钟，期间可以定期加入清水以维持浓度和液 面稳定；

（4）煮完规定时间后，把汤料倒出，用自来水清洗干净。

关于步骤C：钢线耐磨测试

测试仪器：钢线耐磨测试机

具体操作方法描述：

（1）把适量的食用油放入不粘锅中；

（2）在煤气灶上进行加热，设置仪器的钢线对锅体的磨擦次数为400次，油温设定为180 至220℃；

（3）测试结束后，把不粘锅取下，倒出里面的食用油；

（4）钢线在使用过程中注意检查是否安装正确并牢固，每个循环检查一次钢线表面磨损 情况，有明显磨损时要及时调整或更换。

关于步骤D：炸土豆条

配料：土豆300g、调和油500g

具体操作方法描述：

（1）土豆切条；

（2）在不粘锅中加入500g调和油；

（3）在煤气灶上进行加热，待油烧热后放入切好的土豆条，炸至土豆条外表金黄即可；

（4）捞出土豆条，倒出不粘锅内的食用油。

从附表1中的数据对比可以看出，采用本发明的实施例1至9的技术方案，通过对三种 材质、四种参数的合理取值得到的不粘锅的不粘寿命大大优于采用对比例1至6的技术方案 得到的不粘锅。其中采用实施例2的性能最佳，实施例8和9也取得了不错的测试结果，但 金属镍不符合炊具卫生指标，金属铁容易腐蚀。由附表1也可以看出，采用本发明的技术方 案得到的不粘锅比常规仅作喷砂处理的不粘锅具有更长的不粘寿命。

本发明经过针对性的特别设计的模拟实验，模拟了日常烹饪的使用情况。综合对比情况， 采取优选的数值范围：筋宽b为0.1-0.8mm，网格体厚h1为0.1-1.0mm，网孔所占面积比ε在 50-90%之间，压力铆合后筋高出基材的高度h2为0.08-0.30mm。

作为另一种实施方式，本发明也可以使用金属陶瓷等材料在锅体表面按前述工艺形成所 需图案的凸凹结构，然后再在内表面进行强化处理。但是这种方式相对于金属，可能会使加 工工艺复杂，难以控制，且成本高昂。

本发明的不粘锅包括以下特征：

1、本发明在不粘锅的锅体内表面嵌入或压入经过硬化处理后的金属网格体（钛或者其他 符合炊具卫生指标的金属制成）；

2、网格体的面积覆盖至不小于锅体底部转角部位；

3、网格体筋的宽度b=0.1至0.8mm，网格体厚度h1=0.1至1.0mm，网孔所占面积比ε =50-90%；其中，筋宽和网厚两个参数之间相互关联，网越薄，筋宽可以做得越小，网越厚， 则筋宽越大。

4、网格体嵌入后，筋高出基材高度为h2=0.08-0.30mm；

5、网格体材质为钛或者其他符合炊具卫生标准的金属；

6、网格体形状为菱形、正方形、正五边形和正六边形等多边形，或者其他规则的几何形 状均可；

7、网格体经过表面硬化工艺处理，表面形成高耐腐蚀的硬化层；

8、压入网格体后的锅身经过喷砂粗化和硬质氧化工艺处理；

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

1、本发明采用嵌入不同于锅身材料的另一种经过硬化处理的金属材料，形成网纹结构， 网格体的筋形成具有支撑作用的脊，与现有模压一体成型的网纹结构相比，本发明形成的脊 具有更好韧性和耐磨性能。

2、本发明对网格体的参数进行了优化，包括网格体筋的宽度，网格体的厚度以及网孔所 占面积比。筋的宽度是直接影响不粘涂层保护效果的因素，筋太细，支撑强度不够；筋太宽， 筋所占面积过大，使用过程中筋表面的涂层磨损后，不粘性能会急剧下降。网孔所占面积比 越大，不粘效果越好；网孔面积比越小，不粘性下降越快。筋宽及孔的面积比也考虑了在使 用过程中锅铲与不粘涂层的接触情况，孔太小，涂层容易被整片刮掉；孔太大，锅铲可以进 入孔部位，网孔中的涂层得不到保护。网格体厚度主要是考虑网的加工工艺与嵌入锅身后的 附着牢度，网格体太厚，网加工工艺难以实现；网太薄，嵌入后附着牢度不好。

3、对网格体材料进行了对比实验和选择优化，铁网虽然具有较好韧性和硬度，但耐蚀性 差；镍网耐蚀性好，但不符合炊具卫生标准；而钛网既具备良好的韧性和耐蚀性能，又可以 满足炊具卫生标准。

4、本发明嵌入网格体形成网纹结构的工艺与现有模压方式形成网纹的工艺更加稳定，避 免了现有模压工艺因模具磨损后，网纹参数发生改变而产生的不良影响。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。